【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，尤其涉及一种长循环聚合物锂离子电池及其制备方法。
技术介绍
1、锂离子电池由于其能量密度高，循环寿命长等优点，广泛应用于电动汽车，数码电子设备，航空航天载具等领域。但是现有的锂离子电池在首次充放电过程中，会在负极表面形成sei膜，该膜的形成过程中会消耗电池单体中的活性锂离子，从而导致电池单体整体的活性锂离子浓度的减少，锂离子电池的容量及能量的下降。并且随着电池的使用，可能会出现过充电、过放电、不可溶锂化合物、锂枝晶析出、电解液变质分解等现象，导致活性锂离子浓度的不断下降，进而引起锂离子电池的容量及能量的下降。锂离子电池循环寿命的周期数取决于正负极耳能容纳的活性锂容量和电池单体整体的活性锂浓度。
2、业内对于增加锂离子电池的循环寿命的技术方式各不相同，包括以下三种方法：
3、(1)使用补锂极片增加电池单体内部的活性锂离子浓度，保证在初始化充放电形成sei膜后消耗的活性锂离子能得到补充，延长锂离子电池的循环寿命。该类技术涉及到使用活性锂极片，与空气中的氧气和水接触后，可能使得补锂极片产生氧化甚至自燃，这对生产转运存储过程中的环境提出了较高的要求，增加了生产成本以及诸多的安全隐患。
4、(2)通过改变极片涂层成分结构，保证锂离子的脱/嵌效率，避免形成不可溶锂化合物堵塞涂层表面间隙，引起极片的容量下降的问题，延长了锂离子单体循环寿命。但增加锂离子电池的组成成分和制备特殊结构的涂层，会不可避免的增加工序和生产成本，且提升效果有限。
5、(3)通过改变集流体结构，使得
6、申请号为202110347151.4的中国专利技术专利公开了一种二次电池及其补锂方法，包括电芯、补锂源和电池壳体；其中，补锂源设置在电芯的至少一端；电池壳体用于容纳电芯和补锂源。当将补锂源与电芯共同封装时，采用电子绝缘体将补锂源与电芯断开避免两者直接进行电连接，然后利用外联导体将补锂源导出，补锂源通过外联导体再与电芯的负极端连接，而补锂源中的锂因失去电子变成锂离子，通过电子绝缘体进行电芯中达到补锂的效果。但是该补锂方法随着补锂源中锂离子的减少而逐渐失效，补锂次数有限。
7、上述对于增加锂离子电池的循环寿命的技术方式均存在一定的缺陷，因此开发一种工艺简单、循环寿命提升效果好的锂离子电池为行业的一大改进方向。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种工艺简单、循环寿命提升效果好的长循环聚合物锂离子电池及其制备方法。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：长循环聚合物锂离子电池，包括电芯壳和位于电芯壳内的补锂管，补锂管中设有可拆卸的补锂件，所述补锂管的两端带有旋盖，所述补锂管和补锂件上均设有开放性缺口，所述补锂管的外表面上包裹隔膜。
3、本专利技术采用的另一技术方案为：用于制备上述长循环聚合物锂离子电池的制备方法，在电芯壳中放入电芯和补锂件，依次进行一次封装、电芯烘烤、注液静置、一次除气、聚合反应、化成、老化、二次除气和二次封装，完成电池单体制备；电池单体依次经过初始化充放电、补锂和分容后得到长循环聚合物锂离子电池。
4、本专利技术的有益效果在于：本专利技术的长循环聚合物锂电池的电芯壳中设有补锂管，可插入补锂件，补锂管及补锂件均设有开放性缺口，补锂管外包覆有隔电子不隔离子和溶液的隔膜。初始化充放电后往补锂件中放入锂源进行补锂，将补锂件中的锂离子转移至正极上，补偿因sei膜形成消耗的活性锂，提高锂离子电池的容量及能量，延长锂离子电池的循环寿命。该补锂件可开闭，补锂方法可反复使用，可持续性的补锂，最大程度的延长锂电池寿命。
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1.长循环聚合物锂离子电池，其特征在于，包括电芯壳和位于电芯壳内的补锂管，所述补锂管中设有可拆卸的补锂件，所述补锂管的两端带有旋盖，所述补锂管和补锂件上均设有开放性缺口，所述补锂管的外表面处包覆隔膜。
2.用于制备权利要求1所述的长循环聚合物锂离子电池的制备方法，其特征在于，在电芯壳中放入电芯和包覆隔膜的补锂管，依次进行一次封装、电芯烘烤、注液静置、一次除气、聚合反应、化成、老化、二次除气和二次封装，完成电池单体制备；电池单体依次经过初始化充放电、补锂和分容后得到长循环聚合物锂离子电池。
3.根据权利要求2所述的长循环聚合物锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述补锂的步骤具体为：打开所述补锂管的所有旋盖，去除所述补锂管中的聚合物电解质，放入补锂件并竖放锂离子电池使补锂管的一端朝下放置，旋紧所述补锂管位于底部的旋盖并向补锂管内注入聚合物电解质前驱体，按所述聚合反应再次处理；聚合反应完成后使电池单体直立，所述补锂件接入电源负极端，所述电芯的正极极耳接入电源正极端，进行放电；放电后去除补锂件，向所述补锂管内注入聚合物电解液前驱体，再次重复所述聚合反应完成补锂件孔
4.根据权利要求3所述的长循环聚合物锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述补锂件中设有可拆卸的锂源以及用于限制锂源位置的限位件。
5.根据权利要求3所述的长循环聚合物锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述锂源为卷片状，多个所述锂源弯曲层叠设置，相邻两个所述层叠的锂源通过限位件进行限位和分隔。
6.根据权利要求3所述的长循环聚合物锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述锂源包括磷酸铁锂、钴酸锂和钛酸锂中的至少一种。
7.根据权利要求2所述的长循环聚合物锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述一次封装的温度为150～260℃，所述二次封装的温度为150～190℃。
8.根据权利要求2所述的长循环聚合物锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述电芯烘烤温度75～125℃，烘烤时间12～36h。
9.根据权利要求2所述的长循环聚合物锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述注液静置的具体步骤为：将聚合物电解质前驱体注入电芯壳中，静置23～25h，静置时电芯壳内的水分含量＜200ppm。
10.根据权利要求2所述的长循环聚合物锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述老化的具体步骤为：在20～30℃，湿度≤25％RH的环境下静置16～24h。
...【技术特征摘要】
1.长循环聚合物锂离子电池，其特征在于，包括电芯壳和位于电芯壳内的补锂管，所述补锂管中设有可拆卸的补锂件，所述补锂管的两端带有旋盖，所述补锂管和补锂件上均设有开放性缺口，所述补锂管的外表面处包覆隔膜。
2.用于制备权利要求1所述的长循环聚合物锂离子电池的制备方法，其特征在于，在电芯壳中放入电芯和包覆隔膜的补锂管，依次进行一次封装、电芯烘烤、注液静置、一次除气、聚合反应、化成、老化、二次除气和二次封装，完成电池单体制备；电池单体依次经过初始化充放电、补锂和分容后得到长循环聚合物锂离子电池。
3.根据权利要求2所述的长循环聚合物锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述补锂的步骤具体为：打开所述补锂管的所有旋盖，去除所述补锂管中的聚合物电解质，放入补锂件并竖放锂离子电池使补锂管的一端朝下放置，旋紧所述补锂管位于底部的旋盖并向补锂管内注入聚合物电解质前驱体，按所述聚合反应再次处理；聚合反应完成后使电池单体直立，所述补锂件接入电源负极端，所述电芯的正极极耳接入电源正极端，进行放电；放电后去除补锂件，向所述补锂管内注入聚合物电解液前驱体，再次重复所述聚合反应完成补锂件孔隙的原位固化，完成补锂。
4.根据权利要求3所述的长循环聚合物...
【专利技术属性】
技术研发人员：王勇领，吴彬杰，许海东，刘俊彪，陈鹤，鲍贵城，
申请(专利权)人：博研嘉信北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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